Область хрупкого разрушения

В первой серии опытов были получены исходные зависимости 5с от пластической деформации е/. Для этого были испытаны цилиндрические образцы (диаметр рабочей части 5 мм, длина рабочей части 25 мм) на разрыв при разных температурах (в области хрупкого разрушения). Определяли среднее разрушающее напряжение 5к = Рк/ла где Рк — нагрузка в момент разрыва образца а —радиус минимального сечения образца. Максимальное значение разрушающего напряжения, достигаемое в центре образца, т. е. величину 5с, рассчитывали с учетом жесткости напряженного состояния в шейке по зависимостям, предложенным П. Бриджменом [15] [c.73]

Схема температурных зависимостей механических свойств при статическом растяжении представлена на рис. 3.1. На ней, так же как и на рис. 1.5, приведены зависимости истинного сопротивления разрыву 5к, предела прочности Sb, предела текучести St, сужения шейки if) и доли вязкой части излома в месте разрушения F . Эта диаграмма детализирует приведенные в 1 температурные зависимости в связи с характеристиками вязкости разрушения Ki - В области хрупких разрушений они описываются закономерностями линейной механики разрушения, основные понятия которой изложены выше. Предельные значения коэфф --10 [c.40]

В работе [3891 показано, что в температурной области хрупкого разрушения температурная зависимость вязкости разрушения может быть представлена 5-образной кривой. Как будет показано в разделе 5.2, при переходе ОЦК-металлов из хрупкого состояния в пластичное [c.192]

На рис. 5.13 схематически представлены температурные зависимости механических свойств (предела текучести разрушающего напряжения 5, пластических характеристик Р и б) однофазных материалов при одноосном растяжении. На этой схеме выделены температурные области хрупкого разрушения при температурах ниже Т , пластичного разрушения при температурах выше и. хрупко-пластичного перехода Т —Т. [c.205]

В области хрупкого разрушения, при температурах до Т , разрушение сколом происходит, как и в случае однофазных материалов, при напряжениях ниже возможного предела текучести. [c.209]

При растяжении элемента конструкции вся расходуемая энергия затрачивается на упругое деформирование материала и формирование поверхности разрушения. Момент страгивания отвечает точке бифуркации, когда качественно меняется поведение элемента конструкции — он теряет устойчивость. В области хрупкого разрушения материала с усталостной трещиной уровень энергии, необходимый на страгивание трещины, не зависит от того, каким образом было реализовано внешнее воздействие, если при этом условие нормального раскрытия берегов трещины сохраняется. Такую ситуацию принято называть автомодельным поведением материала. [c.104]

Износостойкость стали пропорциональна пределу прочности (рис. 51). На границе хрупко-вязкого перехода износостойкость максимальна, в области хрупкого разрушения с увеличением предела прочности износостойкость уменьшается. Следовательно, в вязкой области разрушения для повышения износостойкости стали необходимо создавать более высокий предел прочности. Здесь и далее на рисунках О —хрупкое разрушение А — вязкое разрушение. [c.107]

Максимальная износостойкость зафиксирована не при максимальном значении сопротивления срезу, а при более низком. При этом проявилось различное значение износостойкости, более высокое в области хрупкого разрушения и более низкое — в области вязкого разрушения. [c.108]

Рис. 87. Зависимость износа наплавочных сплавов в области хрупкого разрушения при ударе по слою незакрепленного абразива от их сопротивления срезу

Рис. 4.46. Зависимости сопротивления срезу и отрыву от температуры и скорости нагружения (схема А. Ф. Иоффе) / — сопротивление срезу, 2 — сопротивление отрыву, 3 — область пластического разрушения, 4 — область хрупкого разрушения.

Переход из области вязкого в область хрупкого разрушения в образцах без надреза при изгибе и в образцах с надрезом при разрыве вследствие одновременности излома происходит скачкообразно, с разрывом непрерывности кривой а = У Т).Ъ пределах критического интервала температур 2— получаются или вязкие или хрупкие изломы при почти полном отсутствии промежуточных. Величина интервала температур 2 — 1 составляет 10-30" С. [c.39]

В пределах возможных изменений показателя ползучести от единицы до бесконечности максимальные нормальные напряжения в прослойке могут превышать средние по сечению в 1,5—2 раза при плоской и в 2—3 раза при осесимметричной деформации. Следовательно, в области хрупких разрушений длительная прочность у сварного соединения с мягкой прослойкой может быть в полтора—три раза меньше, чем у свободно деформирующейся мягкой прослойки. Очевидно, что чем тоньше прослойка и чем больше разница в ее прочности и прочности окружающего материала, тем это снижение должно быть больше. [c.60]

Осо по уточненной методике приводит к результатам, соответствующим данным испытаний образцов с центральной трещиной. В области хрупких разрушений коэффициент интенсивности деформаций слабо зависит от напряжений нетто-сечения, хотя диапазон изменения Псо составляет 150 МПа (рис. 2.23). Сопоставление разрушающих напряжений, рассчитанных по двум методикам, также указывает на необходимость учета в расчетах , 5 . положения [c.54]

Кроме того, в работе проведен анализ основных физических факторов и причин, ответственных за аномальные особенности пластического течения в приповерхностных слоях материалов и структурно-энергетические особенности зарождения, размножения и динамики движения дислокаций вблизи свободной поверхности твердого тела. Выявлена физическая природа, механизм движения дислокаций и основные закономерности низкотемпературной микродеформации кристаллов с высоким рельефом Пайерлса в области хрупкого разрушения при малых величинах напряжений, а также при циклическом нагружении. [c.8]

Необходимо было выяснить также, сохраняется ли выявленная в главах 1—5 тенденция по аномальной деформационной способности поверхностных слоев кристалла в области хрупкого разрушения. [c.170]

Рис. 145. Иллюстрация микропластического течения НК Si в области хрупкого разрушения до макроскопического предела текучести

В реальных условиях прочность твердого тела может зависеть от следующих основных факторов а) вид материала, б) форма и размер тела, в) время, г) число циклов нагрузки (в случае циклического нагружения), д) температура, е) степень агрессивности внешней среды, ж) скорость и предыстория деформирования, з) внешнее излучение и электромагнитное поле. Оказывается, существует некоторая переходная зона изменения указанных параметров, которая отделяет область вязкого разрушения от области хрупкого разрушения, в которой эксплуатация конструкции обычно считается недопустимой. В области вязкого разрушения расчет прочности производят или по теории предельного состояния, или по теориям прочности. [c.23]

Вывод о недопустимости работы конструкции в области хрупкого разрушения связан с трудностью обнаружения заранее, методами неразрушающего контроля, трещиноподобных дефектов, могущих привести к разрушению и фигурирующих в формулах хрупкой прочности. Следует иметь в виду, что типы таких дефектов многообразны 5то могут быть, например,, различного рода непровары в сварных конструкциях, зоны окисленного или охрупченного металла, загрязнения, инородные включения металлургической или технологической природы и т. д, К сожалению, во многих ответственных конструкциях не удается избежать даже весьма больших по размерам дефектов. [c.24]

Одной из основных проблем материаловедения и металлургии является создание материалов с наибольшей вязкостью разрушения и наибольшей прочностью. Последнее требование выражено не вполне четко, так как прочность не является константой материала. Поэтому будем различать два понятия металлургическую прочность и конструкционную прочность. Под первой понимается (обычно приводимое в справочниках по материалам) значение прочности, полученное на гладких лабораторных образцах определенных размеров из материала в состоянии поставки. Прочность изделия из этого же материала (конструкционная прочность) иногда оказывается существенно меньшей. Особенно часто это происходит при приближении к области хрупкого разрушения. [c.197]

В главе большое внимание уделено проблемам, остающимся пока нерешенными, указаны основные направления дальнейших исследований в области хрупкого разрушения. [c.211]

Область хрупкого разрушения [c.112]

На практике оказывается, что существует некоторая переходная зона изменения указанных факторов, которая отделяет область вязкого разрушения от области хрупкого разрушения, причем в последней эксплуатация конструкции обычно считается недопустимой. В области вязкого разрушения расчет прочности производят либо по теории предельного равновесия либо по теориям прочности. [c.376]

Стремление к самому высокому пределу прочности не оправдано только в том случае, если это значение предела прочности попадает в область хрупкого разрушения. С повышением предела текучести в вязкой и хрупкой областях разрушения износостойкость увеличивается (рис. 52). При переходе от вязкой зоны разрушения к хрупкой износостойкость растет ступенчато. При этом в первой и второй зонах сохраняется линейт пая зависимость. На границе областей одному значению предела текучести соответствует несколько значений износостойкости. В отличие от предела прочности предел текучести в хрупкой области разрушения положительно влияет на износостойкость чем выше предел текучести, тем больше износостойкость-при ударно-уста-лостном изнашивании. [c.107]

Действительно, с увеличе-Idd 700б. МПа нием энергии удара износостойкость стали в хрупкой и вязкой, областях разрушения уменьшается, а область температур отпуска, при которых образцы еш,е можно испытывать, сокращается, но причины этого сокращения различны в области хрупкого разрушения они обусловлены разрушением, в вязкой — смятием. [c.110]

Точка пересечения и аотр делит схему Иоффе— Давиденкова на две температурные области левее этой точки располагается область хрупких разрушений материала (Оо , < о ), правее — область вязких разрушений (a p > От)- Температуру, при которой предел текучести становится равным разрушающему напряжению, называют температурой вязкохрупкого перехода или критической температурой хрупкости и обозначают [c.19]

В монографии рассмотрены физические закономерности микроплас-тической деформации поверхностных слоев твердого тела ниже и выше температурного порога хрупкости. Проведен анализ основных факторов, ответственных за особенности пластического течения в приповерхностных слоях материалов, с позиций учета структурно-энергетических закономерностей зарождения, размножения и динамики движения дислокаций вблизи свободной поверхности твердого тела. Выявлена физическая природа и основные закономерности низкотемпературной микропластической деформации кристаллов с высоким рельефом Пайерлса в области хрупкого разрушения при малых и средних величинах напряжений. [c.2]

В Ш-й части работы (гл. 6 и 7) изложены основные физические закономерности микропластической деформации поверхностных слоев твердого тела в области хрупкого разрушения в широком интервале напряжений и температур вплоть до температуры жидкого азота. При этом оригинальность приведенных в главе 7 экспериментальных данных заключается в том, что они впервые получены не с использованием традиционных контактных методов нагружения (например, микроиндентирования), которые давали очень высокий и неконтролируемый уровень напряжений, а в условиях строго контролируемых величин напряжений деформирования при одноосном сжатии и растяжении, причем не только макрообразцов, но и нитевидных кристаллов с ковалентным характером межатомной связи, что не удавалось осуществить в ранее проведенных исследованиях. [c.5]

Следовательно, ни один из всех перечисленных выше механизмов фактически не предполагает процесс термоактивированного зарождения и движения дислокаций в области хрупкого разрушения. [c.169]

В работах [539-541] предложена принципиально новая методика поверхностного нагружения кристаллических материалов в области хрупкого разрушения (методика мягкого укола ), которая позволяет расчетным и экспериментальным путем определять уровень напряжений в контакте и регулировать их в широких пределах. Схема этого метода нагружения представлена на рис. 99. При этом кристалл 3 нагружается пуансоном I через прокладку 2 из пластичного материала. В качестве плас1ич-ной прокладки использовали пластичные металлы (РЬ, А1, Аи, Ag, Си и цр.) в виде полосы, проволоки или фольги. Таким образом, при данном способе нагружения напряжения создаются не за счет непосредственного жесткого локального контакта индентора с поверхностью материала, а в результате действия сил контактного трения, возникающих при осадке и растекании пластичной прокладки по поверхности кристалла, т.е. благодаря контактным напряжениям на границе раздела исследуемый материал-деформируе-мая пластичная прокладка. Дг я исследований использовался бездислока-ционный Si п- и р-типа с р = 10 -200 Ом/см. Нагружение производилось в температурном интервале от -196 до 550°С с удельными нагрузками р от 0,1 до 100 кгс/мм как в вакууме мм рт. ст., так и в атмосфер- [c.171]

О возможности протекания термоактивируемых процессов и отсутствии атермичности свидетельствует также и впервые полученная нами четкая температурная зависимость деформирующего напряжения в области хрупкого разрушения (см. рис. 105). Кстати, более слабая температурная зависимость, но все же отчетливо заметная наблюдается и при микроиндента-ции, особенно в сочетании с использованием метода фотоупругости (рис. 148). [c.249]

Чем же объяснить тот факт, что в большинстве предьщущих исследований (проведенных до 1967 г.) не удавалось четко доказать возможность протекания микропластичности в области хрупкого разрушения полупроводников, а если такая возможность и допускалась, то она трактовалась только с позиций протекания атермического безактивационного процесса Это обусловлено методическим несовершенством способа деформирования, т.е. тем обстоятельством, что, как правило, единственный и традиционный метод нагружения кристалла в области хрупкого разрушения микроин-дентированием, обладающий высоким и практически неконтролируемым уровнем напряжений, по существу диктовал экспериментаторам и соответствующие вьшоды. [c.249]

Еще одним резервом выявления кинетики микропластичности в области хрупкого разрушения является способ максимальной локализации ее в тонких проповерхностных слоях кристалла, где термоактивируемые процессы протекают более интенсивно, чем в объеме кристалла (гл. 2—5). При этом наиболее успешно могут проявляться не только все особенности более облегченного термоактивируемого процесса зарождения и движения дислокаций, рассмотренные в главах 4, 5, но и появляется возможность максимального использования свободной поверхности, как области, обладаюшей наиболее благопрятными в энергетическом отношении возможностями зарождения и стока точечных дефектов. В частности, о специфической роли по- [c.251]

Каков же этот механизм обычный термоактивируемый механизм зарождения и движения двойного перегиба [555] надбарьерный атермический [102, 519, 545, 548, 550] подбарьерный, за счет квантово-механического туннелирования [545, 555, 556] смешанный с протеканием двух процессов — термической активации и последующего туннелирования [555, 556] квантовый механизм с участием нулевых колебаний решетки [663] или же какого-либо принципиально другого типа, например, краудионный [557, 558], за счет реализации фазового перехода при очень высоких напряжениях [559, 560] механизм консервативного переползания [561, 562] и др. Ответ на этот вопрос дают экспериментальные данные главы 7, которые показывают, что в области хрупкого разрушения, где процесс термоактивируемого зарождения и движения двойных перегибов в поле высоких барьеров Пайерлса весьма затруднен и фактически подавлен и соответственно консервативное движение дислокаций при малых и средних величинах напряжений также фактически запрещено, практическ единственно возможным механизмом остается механизм их диффузионного, т.е. неконсервативного движения (переползания) под действием градиента химического потенциала точечных дефектов и появления осмотических сил соответствующей величины. Именно с этих позиций с учетом возможности неконсервативного движения дислокаций под действием осмотических сил легко устраняется разница между экспериментально наблюдаемым и расчетным зна- [c.252]

Виезапные хрупкие поломки конструкции при напряжениях, меньших предела текучести, связаны прежде всего с общей тенденцией использования все более прочных (и, как правило, более хрупких) материалов, со специфическими условиями работы некоторых конструкций, вызывающими рост усталостных и коррозионных трещин (например, в химически активных средах). Нет сомнения, что вывод о недопустимости работы конструкции в области хрупкого разрушения имеет временный характер, и в будущем, по-видимому, его придется- пересмотреть. [c.24]

Точка пересечения линий и Оц соответствующая критической температуре хрупкости Т , делит схему на две температурные области левее точки пересечения располагается область хрупких разрушений, так как под нагрузкой до момента разрушения материал претерпевает лишь упругие деформации (о 2 > -SoTp) правее - область [c.23]

Рассмотренная модель предназначена для прогнозирования ре сурса материалов при разрушении в условиях ползучести в широ ком температурно-временном интервале. Существенным преимуще ством модели является возможность простой интерпретации извест ных различий реологических свойств при растяжении и сжатии В частности, из модели следует, что измерения изменения твердости при оценке ресурса изделий в области хрупких разрушений [c.23]

При оценке долговечности конструкций при сложном напряженном состоянии необходимо располагать данными о полях деформаций, фронтах развитля повреждений от нормальных и касательных напряжений. Условие max е, шь iD2 =le Ul] позволяет при этом определить место начального разрушения. Так, при испытаниях образцов с надрезом в условиях вязкого разрушения трещины берут начало у дна выточки. В области образования клиновидных трещин начало разрушения совпадает с областью максимальных нормальных напряжений при ползучести, несколько удаленной от дна выточки, В области хрупких разрушений путем образования микропор начальная трещина также образуется у дна выточки. Смешанному разрушению соответствуют промежуточные значения радиуса между дном выточки и точкой максимальных нормальных напряжений. При этом общая картина изменения пластической деформации сохраняется. На рис. 2.1 показана зависимость пластической деформации образцов со спиральным надрезом от температуры испытания в условиях заданной номинальной скорости ползучести. Уменьшение деформации пластичности с температурой связано с переходом к хрупкому разрушению с образованием клиновидных трещин, повышение пластичности при дальнейшем увеличении температуры бус-ловлено переходом к разрушению путем образования микропор на. границах зерен. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...